上海现代设计集团结构分析与设计研究学科中心介绍

上海现代设计集团结构分析与设计研究学科中心介绍

结构分析与设计研究学科中心是上海现代建筑设计(集团)有限公司重点建设的学科中心,是集团内进行结构分析与研究的专业团队。学科中心技术力量雄厚,在长期的科研活动中,学科中心与国内许多重要院、所、企业建立了长期密切的合作关系。目前,学科中心在以下领域开展深入研究,形成了独具特色的核心技术:结构弹塑性时程分析、建筑风工程仿真、索膜结构找形与受力分析、数字化建模与参数化设计、消防性能化设计等。此外,学科中心还承担或参与了多项国家和上海市级的规范编制工作,承担了国家科技部、上海市科委、上海市建委多个课题的研究。

学科中心整合集团技术力量,依托集团在国内行业中的地位,深入研究国内外结构工程中所遇到的技术难点,有计划、有步骤地开展学科研究和工程结构分析,逐步成为国内一流的研究中心。同时,努力促进结构分析技术的发展,构筑结构分析高级人才队伍,并为社会提供一流的技术支撑。目前已完成 2010年上海世博会世博轴索膜结构(迄今世界上最大的索膜结构)、虹桥交通枢纽、2010年上海世博会日本馆、上海水上竞技中心等上海市重大工程,以及中央电视台新址、重庆大剧院等全国五十余项复杂结构的分析与设计研究。

学科中心由中国工程设计大师汪大绥先生作为首席专家,拥有一支业务骨干队伍,拥有一流的计算设备及结构工程专业计算分析软件,为学科中心科研人员进行学科研究及实际工程分析提供了有力的保障。技术中心具体围绕一下六个技术方向进行深入研究并面向集团内外进行技术咨询服务:

· 动力弹塑性时程分析技术:以大型通用有限元程序为平台,建立精细化整体结构模型,采用直接积分的动力时程分析手段,对复杂超高层结构、大跨结构等进行不同水准地震作用下的全过程模拟与分析,同时考虑材料非线性、几何非线性、施工状态非线性、接触非线性等,考察结构在地震过程中的破坏顺序、潜在的薄弱环节、可能的倒塌方式,为性能设计、结构优化以及抗震审查提供咨询。

· 结构抗风数值模拟技术:采用先进的流体动力学计算获得建筑物表面的静、动力风荷载,在此基础上结合结构动力时程计算,进行搞成建筑横风向涡激共振分析、大跨度频率密集型建筑风振响应分析、风致舒适分析、气动阻尼、流固耦合等技术分析,可获得体型系数、阵风系数、风振系数、气动阻尼、结构位移、速度、加速度、构件变形、内力、基底反力等各项技术指标。

· 建筑环境评估与设计优化:以区域气象数据的统计与分析为基础,采用数值仿真分析手段从区域总体规划、建筑单体和建筑室内三个层面对建筑布局和建筑体型进行设计评估与方案优化。结合动态热分析、气流组织分析等技术手段,加强寒冷季节防风与过度季节通风等设计措施。

· 空间结构分析与设计技术:利用发明专利技术与自主开发的程序,结合通用有限元软件,进行空间结构的分析与设计。在实现对常规空间结构进行精确分析的基础上,开发了自由曲面结构、索结构、膜结构等新型空间结构的非线性分析与设计方法。形成了找形、分析、设计、优化成套技术。

· 消防性能化设计与评估:对于现行国家和地方消防技术规范和标准未明确规定的、或按规范和标准实施确有困难,并影响建筑使用功能的一些特殊、大型的项目,运用消防安全工程学原理,采取计算机仿真及概率统计的方法,就整座建筑物或建筑物中的某些特殊部位进行全面或部分系统的性能化设计与评估,论证其火灾危害与风险,确定合理的消防安全设计。

· 建筑复杂节点有限元分析:采用NURBS曲面造型技术对各类复杂结构节点进行精细建模,考虑材料本构、制作工艺、施工方法等因素对节点性能的影响,深入分析混凝土开裂、预应力螺栓、接触与滑移、焊接残余应力等节点设计中的关键问题,对节点变形与承载能力给出评估意见并提出改进建议。